第4章计算机网络与信息安全.ppt
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1、5-15-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.1.1 4.1.1 计算机网络概述计算机网络概述4.1.24.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类4.1.3 4.1.3 计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成5-1 5-1 5-15-15-1 5-1 (3 3)第三代计算机网络)第三代计算机网络标准化的计算机网络标准化的计算机网络 国际标准化组织国际标准化组织ISOISO制订了制订了OSI RM OSI RM ( (开放式系统互联参考模型开放式系统互联参考模型) )成为研究成为研究和制订新一代计算机网络标准的基础。和制订新一代计算机网络标准的基础。各种符合各种符合OSI RMOSI RM与协
2、议标准的远程计与协议标准的远程计算机网络、局部计算机网络与城市地算机网络、局部计算机网络与城市地区计算机网络开始广泛应用。区计算机网络开始广泛应用。5-1 (4 4)第四代计算机网络)第四代计算机网络国际化的计算机网络国际化的计算机网络5-15-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.1.1 4.1.1 计算机网络概述计算机网络概述4.1.2 4.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类4.1.3 4.1.3 计算机网络的基本组成计算机网络的基本组成5-15-1 覆盖范围:几米几千米覆盖范围:几米几千米 通信介质:双绞线、同轴电缆、光纤等通信介质:双绞线、同轴电缆、光纤等 数据传输率:数据传输率:1
3、0/100/1000/10/100/1000/Mbit/sMbit/s 通常为一个机构或部门所拥有,如机房内的教通常为一个机构或部门所拥有,如机房内的教学网、公司内部网等。学网、公司内部网等。5-1 覆盖范围:几十千米覆盖范围:几十千米 通信介质:主要采用光纤通信介质:主要采用光纤 数据传输率:数据传输率:50kbit/s50kbit/s100Mbit/s 100Mbit/s 城域网是在整个城市内建设的大型网络。城域网是在整个城市内建设的大型网络。 5-1 覆盖范围:几十几万千米覆盖范围:几十几万千米 通信介质:电话网、微波、通讯卫星线路通信介质:电话网、微波、通讯卫星线路等。等。 广域网一般
4、指联接一个国家的各个地区的广域网一般指联接一个国家的各个地区的网络。目前,很多全国性的计算机网络就网络。目前,很多全国性的计算机网络就属于这类网络,如邮电部的属于这类网络,如邮电部的CHINANECHINANE(中(中国公网)、国公网)、 国家教委的国家教委的CERNETCERNET(教育(教育网)、中科院的网)、中科院的NCFCNCFC(科技网)和电子部(科技网)和电子部的的CHINAGBNCHINAGBN(经济网)等。(经济网)等。5-1 利用网络互联设备将世界各地的各利用网络互联设备将世界各地的各种局域网、广域网互联起来,使全种局域网、广域网互联起来,使全世界的计算机网络联成一片。但它世
5、界的计算机网络联成一片。但它不为某一个机构所拥有,而由世界不为某一个机构所拥有,而由世界各地的互联网信息中心分片维护和各地的互联网信息中心分片维护和管理。管理。5-1星形结构(星形结构(a a)、总线结构()、总线结构(b b)、环形)、环形结构(结构(c c)和树形结构()和树形结构(d d)2 2)按网络的拓扑结构分类)按网络的拓扑结构分类 5-1 直接交换网直接交换网 存储转发交换网存储转发交换网 混合交换网混合交换网5-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.1.1 4.1.1 计算机网络概述计算机网络概述4.1.2 4.1.2 计算机网络的分类计算机网络的分类4.1.3 4.1.3 计算机
6、网络的基本组成计算机网络的基本组成5-1 5-15-15-15-1计算机网络基础知识计算机网络基础知识计算机局域网计算机局域网5-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.2.1 4.2.1 局域网概述局域网概述4.2.24.2.2 局域网的种类局域网的种类4.2.3 4.2.3 常用的局域网网络设备常用的局域网网络设备5-15-15-15-15-1 5-15-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.2.1 4.2.1 局域网概述局域网概述4.2.2 4.2.2 局域网的种类局域网的种类4.2.3 4.2.3 常用的局域网网络设备常用的局域网网络设备5-15-15-15-15-15-15-15-15-1本节
7、主要讲述:本节主要讲述:4.2.1 4.2.1 局域网概述局域网概述4.2.2 4.2.2 局域网的种类局域网的种类4.2.3 4.2.3 常用的局域网网络设备常用的局域网网络设备5-15-1 传输距离长,性能高但成本高,传输距离长,性能高但成本高,使用于大型局域网干线,连接时使用于大型局域网干线,连接时两端需终接器。两端需终接器。细缆:传输距离短,相对便宜,用细缆:传输距离短,相对便宜,用T T型型头,与头,与BNCBNC网卡相连。网卡相连。 5-1正常接线顺序正常接线顺序 : 白桔白桔 桔桔 白绿白绿 蓝蓝 白蓝白蓝 绿绿 白棕白棕 棕棕 5-1 5-1 同轴电缆、双绞线、光缆的性能比较同
8、轴电缆、双绞线、光缆的性能比较传输媒介传输媒介价格价格电磁干扰电磁干扰 频带宽度频带宽度 单段最大单段最大长度长度 UTPUTP最便宜最便宜高高低低100 100 米米STPSTP一般一般低低中中 等等100 100 米米同轴电缆同轴电缆一般一般低低高高185185米米/500/500米米光光 缆缆最高最高没没 有有极极 高高几十公里几十公里5-1u无线电无线电u微波微波u红外线红外线 无线电波可以穿透墙壁,到达普通网络线缆无无线电波可以穿透墙壁,到达普通网络线缆无法到达的地方。法到达的地方。5-1常用的网络设备有:网卡常用的网络设备有:网卡(NIC)(NIC)、集线器、集线器(HUB)(HU
9、B)、交换机交换机(Switch(Switch)、路由器()、路由器(RouterRouter)等。)等。 (1) (1) 网卡(网卡(Network Interface Card Network Interface Card ) 图图4.9 4.9 网卡实物图网卡实物图2 2)网络设备)网络设备5-1 网卡又称网络适配器,是用于计算机联网的设备。网卡又称网络适配器,是用于计算机联网的设备。 网卡基本功能网卡基本功能 从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网从并行到串行的数据转换,包的装配和拆装,网络存取控制,数据缓存和网络信号。络存取控制,数据缓存和网络信号。 网卡须具备的两大技术网卡须具
10、备的两大技术 网卡驱动程序和网卡驱动程序和I/OI/O技术。技术。 网卡的分类(普通工作站网卡和服务器专用网卡)网卡的分类(普通工作站网卡和服务器专用网卡) ISAISA网卡、网卡、EISAEISA网卡和网卡和PCIPCI网卡三大类网卡三大类 网卡的接口类型网卡的接口类型 : AUIAUI接口(粗缆接口)、接口(粗缆接口)、BNCBNC接口(细缆接口)、接口(细缆接口)、RJ-45RJ-45接口(双绞线接口)接口(双绞线接口) 2 2)网络设备)网络设备5-1(2) (2) 集线器(集线器(HUBHUB) HUBHUB对网络进行集中管理,是一种共享设备。对网络进行集中管理,是一种共享设备。HU
11、BHUB本身不能识本身不能识别目的地址,当同一局域网内的别目的地址,当同一局域网内的A A主机给主机给B B主机传输数据时,主机传输数据时,数据包在网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验数据包在网络上是以广播方式传输的,由每一台终端通过验证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种证数据包头的地址信息来确定是否接收。也就是说,在这种工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧,如果多工作方式下,同一时刻网络上只能传输一组数据帧,如果多个接点同时发送数据,会产生冲突。即个接点同时发送数据,会产生冲突。即HUBHUB所连计算机之间共所连计算机之间共享网络带宽。享网络带宽。HUBHUB
12、主要提供信号放大和中转的功能。主要提供信号放大和中转的功能。图图4.10 4.10 集线器实物图集线器实物图2 2)网络设备)网络设备5-1 (3)(3)交换机(交换机(SwitchSwitch) 交换机是一种基于交换机是一种基于MACMAC地址识别,能完成封装转发数据包功地址识别,能完成封装转发数据包功能的网络设备。使计算机之间能够相互高速通信且独享带宽。能的网络设备。使计算机之间能够相互高速通信且独享带宽。使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量,量,通过交换机的过滤和转发,可以有效的隔离广播风暴,通过交换机的过滤和转发,可
13、以有效的隔离广播风暴,减少误包和错包的出现,避免共享冲突。减少误包和错包的出现,避免共享冲突。 图图4.11 4.11 普通交换机和千兆以太网的主干交换机普通交换机和千兆以太网的主干交换机 2 2)网络设备)网络设备5-1 (3)(3)交换机(交换机(SwitchSwitch) 充分了解和掌握网络的流量模式是能否发挥交换机作用的充分了解和掌握网络的流量模式是能否发挥交换机作用的一个非常重要的因素。因为使用交换机的目的就是尽可能的一个非常重要的因素。因为使用交换机的目的就是尽可能的减少和过滤网络中的数据流量,所以如果网络中的某台交换减少和过滤网络中的数据流量,所以如果网络中的某台交换机由于安装位
14、置设置不当,几乎需要转发接收到的所有数据机由于安装位置设置不当,几乎需要转发接收到的所有数据包的话,交换机就无法发挥其优化网络性能的作用,反而降包的话,交换机就无法发挥其优化网络性能的作用,反而降低了数据的传输速度,增加了网络延迟。低了数据的传输速度,增加了网络延迟。 除安装位置之外,如果在那些负载较小,信息量较低的网除安装位置之外,如果在那些负载较小,信息量较低的网络中也盲目添加交换机的话,同样也可能起到负面影响。受络中也盲目添加交换机的话,同样也可能起到负面影响。受数据包的处理时间、交换机的缓冲区大小以及需要重新生成数据包的处理时间、交换机的缓冲区大小以及需要重新生成新数据包等因素的影响,
15、在这种情况下使用简单的新数据包等因素的影响,在这种情况下使用简单的HUBHUB要比要比交换机更为理想。因此,我们不能一概认为交换机就比交换机更为理想。因此,我们不能一概认为交换机就比HUBHUB有优势,尤其当用户的网络并不拥挤,尚有很大的可利用空有优势,尤其当用户的网络并不拥挤,尚有很大的可利用空间时,使用间时,使用HUBHUB更能够充分利用网络的现有资源。更能够充分利用网络的现有资源。 2 2)网络设备)网络设备5-1(4) (4) 路由器路由器 路由器是网络中一种用来转发和传送数据包的计算机设备或软路由器是网络中一种用来转发和传送数据包的计算机设备或软件。路由器至少连接两个网络,通常两个件
16、。路由器至少连接两个网络,通常两个LANLAN,或两个,或两个WANWAN,或一,或一个个LANLAN与对应的与对应的ISPISP网络。网络。 目前目前TCPTCPIPIP网络,全部是通过路由器互连起来的,网络,全部是通过路由器互连起来的,InternetInternet就就是成千上万个是成千上万个IPIP子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网子网通过路由器互连起来的国际性网络。这种网络称为以路由器为基础的网络(络称为以路由器为基础的网络(router based networkrouter based network),形成),形成了以路由器为节点的了以路由器为节点的“网间网网间网”。在
17、。在“网间网网间网”中,路由器不仅中,路由器不仅负责对负责对IPIP分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确分组的转发,还要负责与别的路由器进行联络,共同确定定“网间网网间网”的路由选择和维护路由表。的路由选择和维护路由表。 图图4.13 4.13 路由器路由器2 2)网络设备)网络设备5-15-1本节主要讲述:本节主要讲述:4.3.1 Internet4.3.1 Internet概述概述4.3.24.3.2 IPIP地址表示及域名系统地址表示及域名系统4.3.3 Internet4.3.3 Internet的接入方式的接入方式4.3.4 Internet4.3.4 Internet的
18、基本服务的基本服务5-1 因特网因特网(Internet(Internet国际互联网络国际互联网络) )是当今世界上最大的是当今世界上最大的连接计算机的电脑网络通讯系统。它是全球信息资源的公连接计算机的电脑网络通讯系统。它是全球信息资源的公共网而受到用户的广泛使用。该系统拥有成千上万个数据共网而受到用户的广泛使用。该系统拥有成千上万个数据库库, ,所提供的信息包括文字、数据、图像、声音等形式,所提供的信息包括文字、数据、图像、声音等形式,信息属性有软件、图书、报纸、杂志、档案等信息属性有软件、图书、报纸、杂志、档案等, ,其门类涉其门类涉及政治、经济、科学、教育、法律、军事、物理、体育、及政治
19、、经济、科学、教育、法律、军事、物理、体育、医学等社会生活的各个领域。医学等社会生活的各个领域。InternetInternet成为无数信息资源成为无数信息资源的总称的总称, ,它是一个无级网络它是一个无级网络, ,不为某个人或某个组织所控制不为某个人或某个组织所控制, ,人人都可参与人人都可参与, ,人人都可以交换信息人人都可以交换信息, ,共享网上资源。共享网上资源。 InternetInternet为人们进行科学研究、商业活动、社会生活为人们进行科学研究、商业活动、社会生活等方面共享信息提供重要的手段。业已成为人类智慧的海等方面共享信息提供重要的手段。业已成为人类智慧的海洋、知识的宝库洋
20、、知识的宝库, ,它将使您从包罗万象的环球信息世界中它将使您从包罗万象的环球信息世界中得到不尽的益处。您可以通过电话拨号、得到不尽的益处。您可以通过电话拨号、CHINAPACCHINAPAC、专线、专线等接入方式入网等接入方式入网, ,享用该网为之提供的所有服务。它是你享用该网为之提供的所有服务。它是你获取详尽、广泛信息的理想选择。使您双足不出门获取详尽、广泛信息的理想选择。使您双足不出门, ,能知能知天下事。天下事。4.3.1 4.3.1 InternetInternet概述概述5-1 Internet Internet起源于美国,前身是起源于美国,前身是ARPANETARPANET(军事(
21、军事指挥网络)指挥网络) 19831983年,研制成功用户异构网络的年,研制成功用户异构网络的TCP/IPTCP/IP协议,协议,诞生了真正的诞生了真正的InternetInternet; 19861986年,美国国家科学基金会(年,美国国家科学基金会(NSFNSF)利用通讯)利用通讯协议协议TCP/IPTCP/IP,建立了,建立了NSFnetNSFnet广域网。如今它已成广域网。如今它已成为为InternetInternet的重要骨干网之一。的重要骨干网之一。 19891989年,年,WWWWWW(World Wide Web,World Wide Web,万维网万维网) )开发成开发成功功
22、, ,为为InternetInternet实现广域超媒体信息检索奠定了实现广域超媒体信息检索奠定了基础。基础。 2020世纪世纪9090年代年代InternetInternet已成为网中网,各个子网已成为网中网,各个子网又通过又通过NSFNETNSFNET互联起来。互联起来。1 1)InternetInternet的发展的发展5-1 主要分为主要分为2 2个阶段:个阶段: 19871987年年19931993年,一些科研部门与年,一些科研部门与InternetInternet联联网,主要从事电子邮件的收发业务;网,主要从事电子邮件的收发业务; 19941994年开始年开始 ,我国实现了与,我国
23、实现了与InternetInternet的的TCP/IpTCP/Ip连接,获得了连接,获得了InternetInternet的全功能服务。的全功能服务。 目前,我国上网用户总数为目前,我国上网用户总数为94009400万,其中使万,其中使用宽带上网的人数达到用宽带上网的人数达到42804280万,中国网民在全万,中国网民在全球网民中占了球网民中占了11.611.6,中国网民的普及率大约,中国网民的普及率大约是是7.27.2;上网计算机达到;上网计算机达到41604160万台;万台;CNCN下注下注册的域名数、网站数分别达到册的域名数、网站数分别达到4343万和万和66.966.9万;万;网络国
24、际出口带宽总数达到网络国际出口带宽总数达到74429M74429M,IPv4IPv4地址地址总数总数5994572859945728个。个。 2 2)InternetInternet在中国在中国5-1 最重要的两个协议最重要的两个协议 TCPTCP(Transmission Control ProtocolTransmission Control Protocol,传输,传输控制协议),保证传送信息的正确性。控制协议),保证传送信息的正确性。 IPIP(Internet ProtocolInternet Protocol,网际协议),负责信,网际协议),负责信息的实际传送。息的实际传送。 TC
25、P/IPTCP/IP中包括的常用协议中包括的常用协议 TelnetTelnet:远程终端仿真协议,实现在网内的远远程终端仿真协议,实现在网内的远程计算机上登录程计算机上登录 FTPFTP:文件传输协议,网内各计算机间传输文件文件传输协议,网内各计算机间传输文件 SMTPSMTP:简单报文传送协议,网内传送电子邮件简单报文传送协议,网内传送电子邮件 HTTPHTTP:超文本传输协议,在超文本传输协议,在WWWWWW上浏览时,传送上浏览时,传送超文本信息。超文本信息。 3 3)TCP/IPTCP/IP协议协议5-1 为了使连入为了使连入InternetInternet的计算机在通信时能够相的计算机
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